Le stockage d’énergie gagne en popularité en tant que complément important aux sources d’énergie renouvelables.Parmi les systèmes de stockage d’énergie, le stockage d’énergie commercial et industriel et le stockage d’énergie à l’échelle des services publics sont deux solutions notables apparues ces dernières années.Cependant, ils ont des scénarios d’application et des fonctionnalités techniques différents.Cet article détaillera les différences entre ces deux types de systèmes de stockage d'énergie sous plusieurs dimensions.
ApplicationScénarios de mise en œuvre
Le stockage d'énergie C&I s'applique principalement à l'auto-approvisionnement en énergie des utilisateurs commerciaux et industriels, notamment les usines, les bâtiments, les centres de données, etc. L'objectif est de réduire les tarifs d'électricité de pointe pour les utilisateurs et d'améliorer la fiabilité de l'alimentation électrique.
Le stockage d’énergie à l’échelle des services publics s’applique principalement au côté réseau.L’objectif est d’équilibrer l’offre et la demande d’électricité, de réguler la fréquence du réseau et de parvenir à une régulation crête-vallée.Il peut également fournir une capacité de réserve et d’autres services de régulation de puissance.
Ccapacité
La capacité de stockage d'énergie C&I est généralement comprise entre plusieurs dizaines et centaines de kilowattheures, principalement en fonction de la taille de la charge de l'utilisateur et de la demande tarifaire.La capacité des systèmes C&I à très grande échelle ne dépasse généralement pas 10 000 kWh.
La capacité de stockage d’énergie à l’échelle des services publics varie de plusieurs mégawattheures à plusieurs centaines de mégawattheures, correspondant à l’échelle et à la demande du réseau.Pour certains grands projets au niveau du réseau, la capacité d’un seul site peut atteindre des centaines de mégawattheures.
Composants du système
·Batterie
Le stockage d’énergie C&I nécessite un temps de réponse relativement faible.En tenant compte de manière globale des coûts, de la durée de vie, du temps de réponse et d'autres facteurs, des batteries dont la densité énergétique est la priorité sont utilisées.Le stockage d'énergie à l'échelle industrielle utilise des batteries axées sur la densité de puissance pour la régulation de fréquence.
En fait, la plupart des systèmes de stockage d’énergie à grande échelle utilisent également des batteries dont la densité énergétique est une priorité.Mais comme ils doivent fournir des services auxiliaires d’alimentation électrique, les systèmes de batteries des centrales électriques de stockage d’énergie ont des exigences plus élevées en termes de durée de vie et de temps de réponse.Les batteries utilisées pour la régulation de fréquence et la sauvegarde d'urgence doivent sélectionner des batteries de type puissance.
·Système de gestion de batterie (BMS)
Les systèmes de stockage d'énergie C&I à petite et moyenne échelle peuvent fournir à la batterie diverses fonctions de protection, telles que la surcharge, la décharge excessive, la surintensité, la surchauffe, la sous-température, les courts-circuits et la limitation de courant.Il peut également égaliser la tension de la batterie pendant le processus de charge, configurer les paramètres et surveiller les données via le logiciel d'arrière-plan, communiquer avec différents types de systèmes de conversion de puissance et effectuer une gestion intelligente de l'ensemble du système de stockage d'énergie.
La centrale de stockage d'énergie peut gérer des batteries individuelles, des blocs-batteries et des piles de batteries de manière hiérarchique.En fonction de leurs caractéristiques, divers paramètres et états de fonctionnement des batteries peuvent être calculés et analysés pour obtenir un équilibrage, une alarme et une gestion efficace.Cela permet à chaque groupe de batteries de produire la même puissance, garantissant ainsi que le système atteigne le meilleur état de fonctionnement et la durée d'utilisation la plus longue.Cela fournit des informations précises et efficaces sur la gestion de la batterie.Grâce à la gestion de l'équilibrage des batteries, l'efficacité d'utilisation de l'énergie des batteries peut être considérablement améliorée et les caractéristiques de charge optimisées.Dans le même temps, la durée de vie des batteries peut être maximisée pour garantir la stabilité, la sécurité et la fiabilité du système de stockage d'énergie.
·Système de contrôle de puissance (PCS)
Les onduleurs utilisés dans le stockage d'énergie C&I ont des fonctions relativement simples, principalement une conversion de puissance bidirectionnelle, des tailles plus petites et sont plus faciles à intégrer aux systèmes de batteries.La capacité peut être étendue de manière flexible selon les besoins.Les onduleurs peuvent s'adapter à une très large plage de tension de 150 à 750 volts, répondant aux exigences de connexion en série et en parallèle des batteries au plomb, des batteries au lithium, des batteries à flux et autres batteries, et permettant une charge et une décharge unidirectionnelles.Ils peuvent également s'adapter à différents types d'onduleurs photovoltaïques.
Les onduleurs utilisés dans les centrales électriques de stockage d'énergie ont des plages de tension continue plus larges, jusqu'à 1 500 volts pour un fonctionnement à pleine charge.En plus de la fonction de conversion de puissance de base, ils doivent également disposer de fonctions coordonnées par le réseau, telles que la régulation de fréquence primaire, la répartition rapide de la charge entre la source et le réseau, etc. Ils ont une plus grande adaptabilité au réseau et peuvent obtenir une réponse rapide en puissance.
·Système de gestion de l'énergie (EMS)
La plupart des systèmes de stockage d'énergie C&I n'ont pas besoin d'accepter la répartition du réseau.Leurs fonctions sont relativement basiques, n'ayant besoin que d'effectuer une gestion locale de l'énergie, à savoir prendre en charge la gestion de l'équilibrage des batteries, assurer la sécurité opérationnelle, prendre en charge une réponse rapide en millisecondes et réaliser une gestion intégrée et un contrôle centralisé des équipements du sous-système de stockage d'énergie.
Cependant, le stockage d'énergie à l'échelle des services publics, comme les centrales électriques de stockage d'énergie, qui doivent accepter la répartition du réseau, ont des exigences plus élevées en matière d'EMS.En plus des fonctions de base de gestion de l’énergie, ils doivent également fournir des interfaces de répartition du réseau et des capacités de gestion de l’énergie pour les systèmes de micro-réseaux.Ils doivent prendre en charge plusieurs protocoles de communication, disposer d'interfaces de répartition de l'énergie standard, être capables d'effectuer la gestion et la surveillance de l'énergie pour des scénarios d'application tels que le transfert d'énergie, les micro-réseaux et la régulation de la fréquence électrique, et prendre en charge la complémentation et la surveillance de plusieurs systèmes tels que sources d’énergie, réseaux, charges et stockage d’énergie.
Fig. 1.Schéma de structure du système de stockage d'énergie commercial et industriel
Figure 2.Schéma de structure du système de stockage d'énergie à l'échelle unitaire
Opération et maintenance
Le stockage d'énergie commercial et industriel doit uniquement garantir une utilisation normale de l'électricité aux utilisateurs, et l'exploitation et la maintenance sont relativement simples, sans nécessiter de prévisions et de planification complexes de l'électricité.
Le stockage d'énergie à grande échelle doit collaborer étroitement avec le centre de planification du réseau, qui doit également entreprendre de nombreuses analyses prédictives et créer des techniques de charge et de décharge.En conséquence, l’exploitation et la maintenance sont plus compliquées.
Retours sur investissement
Le stockage d’énergie commercial et industriel peut directement réduire les coûts d’électricité pour les utilisateurs, avec des délais de récupération courts et une bonne rentabilité.
Le stockage d’énergie par batterie à grande échelle doit participer en permanence aux transactions du marché de l’électricité pour obtenir des rendements, avec des périodes de récupération plus longues.
En résumé, le stockage d’énergie C&I et le stockage d’énergie à l’échelle des services publics servent différents utilisateurs finaux et ont différents modes de fonctionnement.Il existe des différences en termes d'échelle de capacité, de composants du système, de difficulté d'exploitation et de maintenance et de retour sur investissement.Le domaine du stockage évolue rapidement et on pense que la technologie des batteries continuera à progresser, apportant ainsi davantage de possibilités à nos vies et à nos industries.
Heure de publication : 04 août 2023